2.3.4. Применение различных технологий в интеллектуальном здании

Все устройства т.н. бытовой техники и бытовой электроники соединены между собой через разного рода интерфейсы, и все вместе это связано в локальную сеть. В сети присутствует от одного до трех компьютеров-серверов, один из которых имеет постоянное подключение к интернету. Сеть строится по такому принципу, чтобы все дополнительные переносимые устройства, которые имеются в распоряжении его хозяина или его гостей могли "прозрачно" подключаться к сети, и взаимодействовать с серверами.

Все бытовые устройства такого дома должны иметь свой процессор, способный посылать сигналы серверу, и обрабатывать команды, отданные ему в ответ. Для построения такой сети можно использовать "проводную" основу, но в любом случае, для взаимодействия с переносными устройствами в сети должен быть хотя бы один "беспроводной вход" для переносных устройств. Речь идет о сотовых телефонах, наладонниках, цифровых фотоаппаратах и видеокамерах, каждые из которых, для свободного с собой обращения, требуют наличия в системе хотя бы одного Bluetooth или Wi-Fi интерфейса, способного "покрыть" всю жилую зону дома (а иногда и не только жилую). Строго говоря, и всю сеть можно построить на "беспроводной" основе, но, как правило, это приводит к разного рода "накладкам" внутри сети в виду большого разнообразия устройств. Специалисты называют это "зоопарком". А с другой стороны, для большого числа датчиков "проводное" соединение вообще может оказаться невозможным и не нужным либо ввиду своей дороговизны и не компактности, либо в связи с возможностью отключения банальным перерезанием провода. Для этого используется специальный радиоканал с частотой в 433,92 МГц.

Кстати, каждый электроприбор вовсе не обязательно должен иметь собственный процессор для управления над собой. Есть специальные устройства из серии "умного управления домом", которые через электросеть могут включать и отключать подачу тока на такой прибор. Т.е. служить таким "групповым" выключателем.

Итак, весь электронный "зоопарк" в вашем доме подключается к единой сети, имеющей как минимум один центральный сервер, через который всеми этими устройствами можно управлять. А наличие подключения к Интернету обеспечивает еще и возможность взаимодействия с устройствами на любом расстоянии от дома.

Ну, во-первых, для управления всеми устройствами, от стиральной машины до выключателя света на кухне, для человека находящегося дома достаточно одного устройства, напоминающего современному человеку пульт дистанционного управления. Только на таком "пульте" нет кнопок, а есть достаточно большой ж/к экран, реагирующий на нажатия. Т.е. все "кнопки пульта" выводятся на этот экран, нажатия на которые и имитируют, например, привычное для нас переключение каналов на обычном пульте телевизора. Экран здесь нужен как раз для того, чтобы, как бы так выразиться, иметь "доступ ко всем кнопкам всех устройств" с одного пульта. Хотя на самом деле в таком "пульте" вовсе не имитируется передние панели музыкальных центров и стиральных машин. Если вы работаете с компьютером, то должны понимать, что в данном случае интерфейс по взаимодействию человека с устройствами можно построить и более удобным. В качестве аналогии такой интерфейс можно описать так: все, что вы будете видеть на экране — это интерфейс Windows XP, а все ваши бытовые устройства — это приложения, которые под этот Windows XP установлены. При этом, что немаловажно, такой "экран" вы увидите 1) на таком "пульте", 2) на экране головного сервера, 3) на экране компьютера, на котором вы работаете дома (при запуске соответствующего приложения, т.е. по желанию), 4) на компьютере в офисе (при запуске такого же приложения, т.е. тоже — по желанию). В интернет - кафе, и на прочих устройствах, имеющих доступ в Интернет такой "экран" вам будет смоделирован средствами HTML или WML головным сервером вашего дома. При этом многие функции всех устройств вам так же будут доступны. Естественно, для обеспечения безопасности, часть функций для управления через web недоступны, а сам web-интерфейс системы защищается как минимум паролем доступа и шифрованным соединением.

Рисунок 2.15 - сенсорная панель Siemens

В современном понимании бытовые устройства вряд ли вообще нуждаются в дистанционном управлении (телевизор не в счет). Ну действительно, скажете вы, зачем находясь на работе включать дома чайник или утюг? Да даже тот же телевизор вряд ли нуждается в управлении тогда, когда на него никто не смотрит. Все это так, но дело в том, что все бытовые устройства сейчас нами используются не так эффективно, как это было бы возможно при возможности их дистанционного, а главное, автоматического управления. А значит, мы вынуждены тратить большое количество свободного времени, которого и так всегда мало, на то, чтобы дождаться, пока стиральная машина достирает очередную порцию белья, чайник нагреется, а утюг остынет. Кроме того, настоящий интеллектуальный дом — это не только возможность при подходе к подъезду включить чайник (на самом деле он включится сам, когда ваш сотовый телефон пошлет сигнал о том, что вы уже близко центральному серверу, а тот сам включит чайник), интеллектуальный дом — это автоматическое включение/выключение света в темное время суток при перемещении людей по дому, автоматическое переключение "картинки" с экрана на экран, при том же перемещении человека по очень большому дому, это — единое хранилище личных данных всех членов семьи (записных книжек, фотографий, сообщений электронной почты) и развлекательных программ (видеоигр, фильмов, музыки). Для этого используется один из серверов.

При этом он сам собирает все сообщения с ваших почтовых ящиков, телефонные сообщения, а ваши рабочие компьютеры и другие устройства настраиваются таким образом, что все сообщения выводятся уже с этого сервера, что дает, как минимум отсутствие необходимости в синхронизации данных. Единое хранилище развлекательного контента позволяет иметь доступ к нему с любого устройства, на котором возможно его воспроизведение. Например, файлы MP3 сейчас умеют воспроизводить даже телефоны, а для показа цифровых фотографий или видеозаписей гостям необязательно приглашать их всех к своему компьютеру. Кроме того, бытовая техника развивается такими темпами, что без дистанционного доступа все ее функции в полной мере просто невозможно будет использовать,

Что настоящий интеллектуальный дом помимо "управления с пульта" должен уметь многое делать сам, и упоминал автоматическое включение/выключение света в помещении, где находится человек, и переключение картинки с одного экрана на другой, при перемещении этого человека. Для этого в доме устанавливается большое количество датчиков, подающих разного рода сигналы, которые кроме всех устройств бытовой техники, также включаются в локальную сеть, и головной сервер, анализируя их показания, посылает соответствующие команды на нужные устройства. А ведь есть еще климат-контроль, пожарная безопасность, видеонаблюдение, защита от воров, защита от утечек в трубах, экологический контроль за состоянием воздуха и радиационного фона, контроль над электросетью с "умным" распределением нагрузки, и даже интеллектуальный полив газона во дворе в зависимости от погодных условий. Все это — тоже умный дом.

А теперь подведём всё вышесказанное и изобразим схему организации сети, посредством которой обеспечивается управление в интеллектуальном доме.

3) Схема организации управления интеллектуального здания